酒石酸钾钠—氯化钙对铝—氢氧化钠体系的协同缓蚀作用

江苏化工 199]年 第 3期 酒 石酸 钾钠 一氯 化钙对 铝一氢 氧化 钠 体 系 的 协 同 缓 蚀 作 用 贺敏强 陈恕华 马洁倚 (镇江师范专科学校，212003) 铝在 O．5mol／L NaOH溶液中呈均匀腐蚀。氯化钙的缓蚀效果优于酒石酸钾钠。当酒 石酸钾钠的浓度为 4×10一mol／L、氯化钙与酒石酸钾钠的摩尔浓度之此达 0．5—1时，协 同缓蚀效果最佳。这是由于在碱性条件下生成的不溶性酒石酸钙沉积在铝面形戚一层 致密的保护层。 关于铝及铝合金在盐酸中的缓蚀荆已有 ， 不少报道0 ]，但铝在氢氧化钠溶液中的缓 蚀剂的研究工作则进行得不多。本文用分光 光度法研究酒石酸钾钠一氯化钙对工业铝在 氢氧化钠溶液中的缓蚀作用。 1 实验部分 1．1 仪器与试剂 721型分光光度计、JY一501唇l超级恒 温 槽 。 铝 片，2．5×2×0．1ean(成分 为 Al，≥ 98 ；Fe，< 1．1O ；Si，< 1．00 fFe+Si，< 1．80 ；cu，<0．05 ；杂质总和 <2．0 )； NaOH溶 液，0．5mol／L；酒石 酸钾 钠溶液， 0．2mol／L；氯化钙溶 液，O．2mol／L；铬天青溶 液，0．1 ；硫脲一抗坏血酸溶液(40ml 5 的 硫脲溶液中加入 0．1g抗坏 血酸 ，再稀释至 lOOm1)；Ha 溶 液 ，Imol／L；NI-,I·F 溶 液， 0．5 ；六次 甲基 四胺溶液 (4og六次 甲基四 胺溶于 100ml水中，再加浓盐酸 4mi)。试剂 为纯，水为蒸馏术。 1．2 实验方法 · 通讯联系人 · 57· 1．2．1 光度测定条件 以铬天青为显色剂，于工作波长 545nm 处，以空白参 比液为对照，测定腐蚀液中的铝 含量 测定 AI”含量的曲线如图 1示， 由一元线性回归可得标准曲线的经验公式为 A1”含量 =9．597A十0．05152 ／25ml 式中 A为吸光度。标准曲线的相关系数 Y= 0．9996 圉1 潮定AI3+的标准曲线 1．2．2 实验步骤 铝 片先用粒度 1 000的金相砂纸磨光， 用四氯化碳脱去油脂，用 3O℃左右的稀盐酸 维普资讯 http://www.cqvip.com · 58 · 浸蚀，用水冲洗，再用稀 NaOH溶液浸蚀后 ， 用水洗净，最后用滤纸吸干。经表面处理过的 试 片浸泡到 25℃、100ml含 0．5mo11LNaOH 的试验溶液中，并使试 片上缘距离液面 Icrn 左右，同时不断搅拌溶液 ，然后定时吸取一定 量的腐蚀液，按光 度测定条件溅 定其 中的 Al”含量，再换算成失重 。 2 结果与讨论 2．1 铝在 o．iimol／LNaOH溶液 中为均匀腐 蚀 在 25℃、时间 0～25rain内连续测定铝 片在 0．5mol／LNaOH溶液中的失重 ，作 出失 重 曲线如图 2。由此图可见，铝在 0．5mol／L NaOH溶液中为均匀腐蚀。由失重曲线的斜 率可算得腐蚀速率为 86．73g／h·m 。 图 2 失重与时间的关系曲线 2．2 氯化钙的缓蚀效果优于酒石酸钾钠 缓蚀剂对金属在腐蚀介质中的缓蚀率可 用下式计算： P( )==口_ ×100 (1) U 。 式中 及 。分别为不加缓蚀剂与加入 缓蚀剂时的腐蚀速率。图 3为分别使用氯化 钙与酒 石酸钾钠作 缓蚀剂时铝在 0．5mol／L NaOH溶液 中的缓蚀率 。同时 ，实验还测得 ： 当氯化钙浓度为 4×10-smol／L时，缓蚀率 P 一 63．3 ；而当酒石酸钾钠浓度为 4×10 mol／L时．缓蚀率 P一27．83 。显然，实验结 果表明：氯化钙与酒石酸钾钠对铝在氢氧化 江苏化工 l99i年 第 3期 钠溶液中均有缓蚀作用 ，并且在相 同浓度下 氯化钙的缓蚀效果比酒石酸钾钠好。 图 3 ⋯ 钙及酒 石酸钾钠的浓度对缓蚀率的 影响 1一氯化钙，2一酒石酸钾钠 2．a 氯化钙与酒石酸钾钠的协同缓蚀效应 当酒石酸钾钠的浓度一定(4×10-3mo]／ L)，改变氯化钙的浓度 ，测得结果如 图 4所 示。添加少量的氯化钙就能大大地提高缓蚀 率，协同效应十分明显。缓蚀率随氯化钙与酒 石酸钾钠 的摩尔浓度比的提高而增加 ，当其 摩尔浓度比达 0．5；1(即 1；2)时，缓蚀率达 99．7 ，可以认为铝完全被保护。 10。 茎96 。2 0 0-s／i i／l I．5／l 2／’ 摩尔浓度比 f氯化钙 ：两石酸钾蚋) 图 4 氯化钙与酒石酸钾钠的协同缓蚀作用 酒石酸钾钠是一种羟基羧酸盐，由于含 O 有 —L 基团，故在金属表面上有一定的 维普资讯 http://www.cqvip.com 江苏化工 1991年 第 3期 吸附能力而起缓蚀作用，但吸附型缓蚀剂对 铝在碱溶液中的缓蚀作用不太有效 。而且 台氧的有机化合物(如醇、醚、有机酸等)虽易 吸附，也容易脱附，所以酒石酸钾钠的缓蚀率 不高。 少量氯化钙加入后发生如下反应。 Ho— CH— o0oK — — CaCI2一 Ho— CH— Co0Na Ho— cH---COO ＼ 一 c ★+KcI+N cI Ho— CH— coo 生成 的酒石 酸钙在 碱性溶 液 中溶 解 度很 小 ，在铝表面形成一层保护性沉淀膜，从而 抑制了铝的腐蚀，所以氯化钙与酒石酸钾钠 的协同缓蚀效果很好。关于这一点，有待于进 一 步作表面物相分析证实之。 ● 考 文 献 · 59 · 1 DeeaiM N -Slmh G 3 et al- An 一0orro。-1972·16 (3)：231 2 Vermilyea D A。 ~'own J F。 et a1． 3 Soc FJet- tjrochem Sci，1970，l17，T83 3 W eisstach A ．Lanlp~K R．Mater-n 0t-and Pertor· 1971。10：29 4 [苏)A．N．拉扎列夫著，孙淑援、孙龄高译．金属 分析中的有机试剂．北京；北京师范大学出版社， 1983．15 5 魏宝明主编．金属裔蚀理论及应用．北京：化学工 业出版社 ，1984．274 6 中国医药公司上海化学试剂采购供应站编．试剂 (第 =版 )．上 海 ：上 海科 学 技术 出版 社 ， ]985．265 我 国第 一 套 直接 水 合法 生 产 仲丁醇／甲乙酮装 置在 泰 州建 成投 产 甲乙酮是当代石油化工 龙头产品 之 一 ，广泛应用于涂料、磁带生产、印刷油墨、油 脂清洗、润滑油脱蜡以及有机合成等。甲乙酮 的联产品甲基叔丁基醚具有较高的辛烷值， 是生产无铅汽油的优 良组分，对保护生态环 境具有重要作用． 1986年泰州石化总 厂根据江苏省计经 委与扬子石化公司签订的协议，利用扬子乙 烯工程副产品抽余碳四深度 加工 ，承担了建 设 7 300t／a的甲乙酮和 8 000t／a甲基叔丁基 醚装置任务，经过广泛考察，决定采用齐鲁石 化公司的甲醇与异丁烯合成工艺建设甲基叔 丁基醚装置，引进德国直接水合法工艺建设 甲乙酮装置 ，后者为当代最新技术。1988年 甲基叔丁基醚装置已率先建成投产；今年 6 月 22日甲乙酮装置打通了全部流程，拿出了 纯度>99 的仲丁醇和纯度>99．7 的甲乙 酮，为国家填补了一项空白。 据初步估箅，该装置投产达标后，不仅每 年可为国家节省太量外忙 ，而且还可增加产 值 6 000万元，利税 3 000万元。 (秦化 信) 维普资讯 http://www.cqvip.com